浑善达克沙地黄柳水分来源及水分利用效率研究

论文摘要

随着全球水资源短缺问题越来越严重,干旱半干旱地区水资源合理配置尤为重要。本文以浑善达克沙地优势灌木黄柳为研究对象,基于碳氢氧同位素示踪技术,分析当地大气降水、土壤水、地下水、大气水汽等同位素以及与气象因子关系,并结合多源线性混合模型、贝叶斯模型,分析黄柳在不同阶段的水分来源以及水分利用效率,为实现该地区水资源优化配置、改善荒漠化、恢复当地植被和生态系统提供了科学依据。主要研究成果如下:（1）分析不同水体氢氧同位素月变化特征。结果表明:各水体同位素值差异表现为黄柳枝干水>向阳面土壤水>背阳面土壤水>大气降水>大气水汽>地下水。通过研究各水体同位素值与温度、降水之间的关系,发现大气降水、大气水汽δD、δ180值与温度成正相关关系,地下水与埋深有一定的正相关关系,黄柳茎干水δD、δ180值与降水有正相关关系,大气水汽δD、δ18O值而与降水呈负相关关系。（2）利用直接相关法以及多源线性混合模型、贝叶斯模型分别定性定量判断各月份黄柳水分来源,并由此总结出的黄柳水分利用模式。黄柳在4-5月主要吸取中深层水,6-8月由于降水的增多,主要利用降水以及经过降水入渗过后的表层土壤水,9-10月主要吸收中上层土壤水,并且随深度变化也有可能吸收深层土壤水,也可能利用地下水。（3）2018年黄柳叶片向阳面δ13C值变化范围为-28.34‰～-26.49‰,而背阳面δ13C值变化范围为-29.16‰～-26.96‰。月变化呈现先减小后增大的趋势,也存在旱季高、雨季低的特点。δ13C值与当天温度也没有相关关系,与降水呈负相关关系。向阳面、背阳面黄柳的WUE范围分别为84.83～155.23mmol C·mol-1H2O、72.30～153.75mmol C.mol-1H2O;平均值分别为 124.22、116.80 mmol C.mol-1H2O。从 WUE值可以看出黄柳具有较高的水分利用效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 研究意义
•   1.3 研究内容及目标
•   1.4 国内外研究进展
•     1.4.1 氢氧同位素研究进展
•     1.4.2 碳同位素研究进展
•   1.5 技术路线图
• 2 研究区概况
•   2.1 地理位置
•   2.2 气候条件
•   2.3 自然资源
•   2.4 社会经济
• 3 试验方案及观测项目
•   3.1 试验方案
•   3.2 气象数据观测
•   3.3 土壤含水率
•   3.4 同位素测定
•     3.4.1 野外采样
•     3.4.2 室内实验
• 4 氢氧稳定同位素值特征分析
•   4.1 降水特征分析
•     4.1.1 降水量以及降水同位素特征分析
•     4.1.2 大气降水线方程
•     4.1.3 大气氘盈余
•     4.1.4 降水与环境影响因子分析
•   4.2 地下水特征分析
•     4.2.1 地下水同位素特征分析
•     4.2.2 地下水与降水、埋深的关系分析
•   4.3 土壤水特征分析
•     4.3.1 含水率变化特征分析
•     4.3.2 土壤水同位素值变化特征分析
•   4.4 植物水特征分析
•     4.4.1 植物水同位素特征分析
•     4.4.2 植物水与环境影响因子分析
•   4.5 叶片周边水汽特征分析
•     4.5.1 水汽同位素特征分析
•     4.5.2 水汽与环境影响因子分析
•   4.6 小结
• 5 植物吸水来源分析
•   5.1 直接相关法定性判别吸水来源
•   5.2 多源线性混合模型定量判别吸水来源
•     5.2.1 多源线性混合模型理论
•     5.2.2 IsoSource软件应用与数据处理分析
•   5.3 贝叶斯混合模型定量判别吸水模型
•     5.3.1 贝叶斯混合模型理论
•     5.3.2 MixSIR软件判别水分来源
•   5.4 植物根系吸水范围分析
•   5.5 小结
• 6 碳同位素与植物水分关系特征分析
•   6.1 碳同位素值变化规律
•   6.2 碳同位素值与环境因子关系
•   6.3 碳同位素值与水分利用效率的关系
•   6.4 小结
• 7 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张雨强

导师: 贾德彬

关键词: 浑善达克沙地,黄柳,稳定同位素,水分来源,水分利用效率

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 内蒙古农业大学

分类号: Q948

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000063

总页数: 62

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